带式输送机课程设计方案一圆柱齿轮5

1、机械设计基础课程设计目录一、传动方案拟定2二、电动机的选择2三、计算总传动比及分配各级的传动比3四、运动参数及动力参数计算3五、传动零件的设计计算4六、轴的设计计算10七、滚动轴承的选择及校核计算 13八、键的选择和校核计算 14九、联轴器的选择 15十、 润滑油与密封润滑方式的选16一、设计结果 十二、参考文献1718一、传动方案拟定1、工作条件：使用年限 8 年，每年按 300 天计算，两班工作制，连续 单向运转，载荷平稳。环境温度 20 摄氏度。2、 原始数据：滚筒圆周力 F= 2.6KN;带速7= 1.45m/s ;滚筒直径D- 420mm。3、设计方案 : 单级圆柱齿轮减速器和一级带

2、传动二 . 电动机选择1、电动机类型的选择：卧式封闭型丫系列VZP44三相异步电动机2、电动机功率选择 ： 传动装置的总功率：查表2-4取弹性连轴器、圆柱齿轮、滚动轴承、V带的效率分别为n n带=0.95 n轴承=0.98 n齿轮=0.98 n联轴器=0.99n总=n带x n轴承2x n齿轮x n联轴器x n联轴器2=0.95x0.982x0.98x0.99x0.99=0.876 电机所需的工作功率：Pd=FV/n滚筒.n传总=2600X 1.45/1000 X 0. 96 X 0.876=4.48 kW 确定电动机转速： 计算滚筒工作转速：n 筒=60 X 1000V/ n D=60X 10

3、00X 1.45/ n X 420=65.97r/min按课本推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比 范围I a=36。取V带传动比I 1=24，贝U总传动比理时范围为I a=624 。 故 电 动 机 转 速 的 可 选 范 围 为 n 筒 =X 65.97=395.81583.3r/min 符合这一范围的同步转速有 750、1000、和 1500r/min 。3、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型 ，所需的额定功率及同步转速，选定电 动机型号为 Y132M2-6。其主要性能：额定功率：5.5 kW，满载转速960r/min。三、计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比：

4、i总=n电动/n筒=960/65.97=14.552 、分配各级伟动比1)根据指导书，取齿轮 i 带=3.2单级减速器 i=24 合理) 2)v i总=i齿轮x i带i 带=i 总/i 齿轮=14.55/3.3=4.55四、运动参数及动力参数计算1 、计算各轴转速 .确定计算功率 Pc由于每天工作时间T=16h，运输装置工作时有轻度冲击，由表8-7查得工作情况系数 Ka=1.2，故Pca=KXP仁1.2 X.48kW =5.38kW2.选择V带的带型根据Pca,ni由图8-13选择A型V带。3.确定带轮的基准直径ddi并验算带速u 由表8-6和8-8，取小带轮的基准直径ddi=125mm。 按

5、式 =nX 12960/60000=6.28m/s因为5m/s u .计算大带轮的基准直径dd2根据式（8-15a则dd2=i 带 Xdd1=3.2 为25=400 mm查表 8-3取dd2=400mm5.确定V带的中心距a和基准长度Lo根据式 0.7(dd1+dd2a算得 367.5a1050mm则取ao=600mm由式+0.25(dd2-dd1 /a2=2X600+0.5 nX (120+0.25 (400-125 /600=2056mmr 2000mm6.验算小带轮的包角a由包角公式 a 18qdd2-dd157.5/a =1800-(400-125 X57.50/600=1540 12

6、07.计算带的根数 zP0单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本1表8-9得 =1.37KWi工1时单根V带的额定功率增量 P0。由表 8.18 查得 Kb= 1.0275 X 10_3, Ki=1.1373 P0= Kbn 1(1-1/Ki=0.119KW查1图 8-11，得 Ka = 0.93 ;查1表 8-4 得 Kl = 1.03Z= PC/(P0+ P0Ka KL=5.38/(1.37+0.119X 0.93 X 1.0 3=3.77取Z= 4根8计算轴上压力由课本1表8-6查得q= 0.10kg/m，单根V带的初拉力：Fo= 500PC/ZV+0.11x6.282=181.

7、54kN则作用在轴承的压力 FQFq= 2ZIFsin( a 1/2=2X 4X 181.54sin(154 /2=1415N9计算带轮的宽度 BB= Z-1) e+2f=大带轮结构设计可知dd2300mm则选择轮辐式V带轮。与大带轮相配的轴直径 大带轮可以采用轮辐式结构，带速 30m/s 用铸铁 HT150 轮槽宽度 14 X5=70. 齿轮设计计算229-1）选择齿轮材料与热处理 所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。选用价格便 宜便于制造的材料，小齿轮材料为 45 钢，调质，齿面硬度 286HBS大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为169-217HBS精度等级：运输机是一般机

8、器，速度不高，故选 8级精度 76.43K（U+1/ du c H21/3 载荷系数K查课本1表8-21 K = 1.2 转矩 TITI = 135300N - mm 疲劳许用应力C H = C Hlim Z NT/SH按齿面硬度中间值查 1 图 10-24c Hlim1 = 600Mpac Hlim2 = 550Mpa由公接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算， 式N= 60njLh计算N仁60X 300x 8X 300X 16=6.9x108N2= N1/i 齿=6.9x109 /4.55=1.52 X 108查1课本图 13-34 中曲线 1,得 Znt 1.04Zn

9、t2= 1.12按一般可靠度要求选取安全系数SH= 1.0 cH1 =C Hlim1 ZNT1/SH=600x1.04/1=624 Mpac H2 = cHlim2 ZNT2/SH=550x1.12/1=616Mpa 故得：(T H = 616Mpa 计算小齿轮分度圆直径 d1由1 课本表 13-9 按齿轮相对轴承对称布置 ,取 d= 1.0 U = 4.55由1课本表 13-10 得 ZE= 189.8(N /mm2T2 将上述参数代入下式d1 76.43 KT1(U+1/ dU c H2 1/3=61.43mm 计算圆周速度V= nl n d1/60X 1000)=300X 3.14 X6

10、 1.43 /60X 1000)=0.97m/ sVv 6n/s故取8级精度合适3)确定主要参数 齿数取Z1 = 25Z2= Z1Xi 齿=25X 4.55= 113.75 取 Z2= 114 模数m = d1/Z1 = 61.43 /25= 2.45查模数标准表格 10-3 ，取 m=2.5mm 分度圆直径d1= m Z2= 25X 2.5 = 62.5mmd2=m Z2=114X2.5=285mm 中心距a=d1+ d2)/2=校核齿根弯曲疲劳强度齿形系数 YF查 1课本表 10.13YFi = 2.65 Yf2= 2.176 应力修正系数 YS 查 1课本表 10.14怡=1.59 Ys

11、2= 1.808 许用弯曲应力c FC F =C Flim 丫 N1/Sf由课本1 图 10.25 按齿面硬度中间值得c Flim1 = 240Mpac Flim2 = 220Mpa由课本 1 图 13-33 得弯曲疲劳寿命系数YNT：YNT1= YNT2= 1 按一般可靠性要求，取弯曲疲劳安全系数 sF=1 计算得弯曲疲劳许用应力为c fi = c Fiimi Ynt/Sf= 240X 1/1 = 240Mpa c F2 = c Flim2 Ynt/Sf = 220X 1/1 = 220Mpa 校核计算cF1=2kT1YF1YS1/ bm2Z1)2= 2X1.2X135300X2.65X1.

12、59/65 X2.52X25 ) = 134.7Mpa c F12cF2= 2kT1YF2YS2/ = 157Mpa齿轮的几何尺寸计算 齿顶圆直径 dada1 = d1+2ha= 62.5+5= 67.5mm da2= d2+2ha= 285+5= 290mm 齿全高 hh=(2 ha*+c*m =(2+0.25X2.5=5.625mm齿根高 hf = 齿轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。 大齿轮的有关尺寸计算如下：轴孔直径d = 60mm轮毂直径 D1= 1.6d = 60x 1.6 = 96mm轮毂长度 L= 1.2d = 1.2 x 60= 72mm轮缘

13、厚度 S 0= (3-4m = 9-12mm取 S 0= 10mm轮缘内径 D2=da2-2h-2 S 0= 285-2x 5.62520= 263.75 mm取 D2 = 300mm腹板厚度 C=(0.2-0.3b =13-19.5mm取 C= 18mm腹板中心孔直径 D0=0.5(D1+D2=0.5(96+300= 198mm腹板孔直径 d0= 15-25mm取 d0= 20mm齿轮倒角取 C2六、轴的设计计算I、输入轴的设计计算1、轴的结构设计 轴上零件的定位，固定和装配选用45#调质钢，硬度217255HBS)单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，

14、右面 用套筒或者弹性挡圈轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和套筒定位，则采用过渡配合固定 确定轴各段直径和长度2、轴的结构设计轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布， 齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定确定轴各段直径和长度dgP1/n11/3=107118 )1/3= 1 /3mmd2 辺(P2/n21/3=107118)(4.04/65.971/3=1.52.0 m/s故轴采用油滴润滑 3=3mm轴承宽： 33mm选用弹性套柱联轴器查表得可算得 m=22m

15、m e=12mm所以可以设计出各段轴的长度，分别为110mm 46mm 41mm 59mm 8mm 32mm 轴上零件的周向固定齿轮、大带轮与轴的周向定位采用平键连接 . 齿轮处轴由表 6-1 查得 平键bx h=18x 11mm键槽用键槽铣刀加工，长为63mm为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性 , 故选择配合为 H7/n6, 同样, 大带轮与轴的连接选用平键bx h=14x 9mm长32mm配合为过渡配合 H7/k6 确定轴上圆角与倒角尺寸查表15-2,轴左端倒角为2X 450,右端倒角为2X 450.轴肩处圆角半径见图纸标注.轴的校核计算xMeiMm匚(F) rrTTTTTT对于输入轴校核

16、：Tiii =9550PIII/n 川=9550X 8.14/127.17=611.28N-mFt=2Tiii /d1=611.28/321=3080.8NFr= Fttan a =1386N -绘制轴受力简图a)绘制垂直面弯矩图 b) FAY=FBY=Fr/2=0.693NMC1=FAYL/2=40.194Nm 绘制水平面弯矩图 c)FAZ=FBZ=Ft/2=1504.4N MC2=FAZL/2=87.232Nm 绘制合弯矩图 1/2=96.046Nm绘制扭矩图 e)T=9.55P1/n1)=61.16Nm绘制当量弯矩图 f )Mec=Mc2+a T) 2 1/2=102.362Nm校核危险

17、截面C的强度(T e=Mec/0.1d3=49.8MPa 根据根据条件，轴承预计寿命Lh= 10X 300X 16= 48000h从动轴上的轴承 由初选的轴承的型号为 : 6211,查2 附表 5-1 基本额定动载荷 Cr= 43.2KN 查1 表 19-6 Kp=1.2两轴承径向反力： FAR= FBR= 1 2=1768.2NP=KpXFR1=1.2X1768.2= 2121.8NCr = P(Lhn n/ 166671/ 3= 2121.8 X (24000 X 95.52 / 166671/ 3 =10952.6 N v Cr故所选用轴承合适(2 主动轴上的轴承 : 由初选的轴承的型号

18、为 :6208查2 附表 5-1 基本额定动载荷 Cr= 31.5KN 查1 表 19-6 Kp=1.2左端轴承径向反力： FBR= FHB2+ FVB)2 1/2 =1/3= 3285.12 X (24000 X 384/ 166671/3= 26963.7Nv Cr故所选用轴承合适八、键的选择校核计算b=10mm h=8mm L=70mm选择45钢，其许用挤压应力(T p=100 MPa(T p= 4TI/dhL=4x104.45x1000/34x8x(70-10 =25.6 MPa(T p故所选键联接强度足够。=46.3 MPa (T p故所选键联接强度足够。b=16mm h=11mm

19、L=63mm选择45钢，其许用挤压应力(T p=100 MPa(T p= 4TI/dhL=4x402.92x1000/60x11x(63-16=52 MPa许用转速n(r/mi n轴孔直径d(mm轴孔长度L(mm材料轴孔类型YLD1630360045112HT20Y00十、润滑与密圭寸|润滑方式1. 齿轮V =0.99m/svv12 m/s应用喷油润滑，但考虑成本及需要。选 用浸油润滑。2. 轴承采用润滑脂润滑。2润滑油牌号及用量1. 齿轮润滑选用100号机械油，最低一最高油面矩 大齿轮）10 20mm需油量为1.5L左右。2. 轴承润滑选用ZL-3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/3 1/2为宜。3密封形式1. 箱座与箱盖凸缘接合面的密封选